Cycling Ceramic

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Le rendement au rendez-vous
Cycling Ceramic bearings : efficiency gain

Les roulements en céramique pour roues, boîtiers de pédalier ou galets de dérailleurs sont parfois encensés, parfois décriés. Il était temps pour VeloChannel de se faire sa propre idée, avec un kit Cycling Ceramic pour roues Zipp.

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Sur le papier, les roulements céramiques sont toujours plus fluides que des roulements classiques, avec des billes en acier. Il suffit de les faire tourner à vide pour s’en convaincre. Il existe plusieurs sortes de roulements céramiques sur le marché. Des roulements full ceramic avec billes et portées du même matériau, très chers et assez fragiles, et des roulements dits hybrides, avec billes céramiques sur portées acier. L’avantage des billes céramiques par rapport à l’acier est leur extrême dureté, leur aspect totalement lisse et leur légèreté. Comme elles sont presque aussi dures que le diamant (le matériau le plus dur au monde), elles usent très rapidement les bagues en acier sur lesquels elles sont montées. C’est le cas de nombreux roulements hybrides pas chers qu’on trouve en Chine pour quelques euros. À l’opposé, les roulements full ceramic, composés de billes et de bagues du même matériau sont trop onéreux (plus de 300 € pour une paire de roues) pour le bénéfice apporté.

Ceramic bearings are supposed to be smoother than steel bearings. There are several kinds of ceramic bearings available on the market, though. Apart from full ceramic bearings (balls and rings), very expensive and quite fragile, hybrid bearings can be found, with ceramic balls on steel rings. Ceramic balls are a lot harder than steel ones, completely smooth and light. Almost as hard as diamond, they quickly damage the steel rings in which they are rolling. Many Chinese cheap hybrid bearings work this way. On the other hand, considering their relative benefit, full ceramic bearings are often regarded as too expensive (over 300€ for two wheels).

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Cycling Ceramic, solution intermédiaire
C’est forte de ce constat que la jeune entreprise française Cycling Ceramic produit des roulements hybrides, mais avec une forte valeur ajoutée :

  • Des portées en alliage Ride (Revêtement innovant à dureté extrême), pour supporter le contact avec les billes, sans atteindre le coût de portées en céramique
  • Des billes en Nitride de Silicium avec une finition de grade 3 (indice de lisseté), pour la meilleure fluidité possible
  • Des cages en polyamide pour retenir les billes, et pour gagner du poids
  • Des joints spécifiques pour assurer l’étanchéité et la durabilité
  • Une graisse spécifique
  • Un assemblage à la main, en France
  • Un prix largement en deçà des roulements full ceramic

Différents fabricants de composants (groupes, roues) s’appuient sur des études réalisées en interne pour expliquer l’intérêt quasi nul des roulements céramiques. Ne serait-ce que pour une question de longévité pour les roulements dits hybrides. Et pour le rapport prix/performance des roulements full ceramic. En France, même des équipes pro de premier plan ne cherchent pas à aller plus loin que ces études, alors que ce n’est pas le cas dans certaines équipes étrangères. Ce n’est pas un hasard si Cycling Ceramic travaille avec l’équipe suisse IAM de Sylvain Chavanel, ou si une équipe comme Tinkoff-Saxo d’Alberto Contador travaille avec l’un des concurrents direct de la jeune entreprise française.

Cycling Ceramic, an in-between solution
Acknowledging this, the young French company Cycling Ceramic produces high  value-added hybrid bearings :

  • Rings in Ride alloy (new extremely hard coating), bearing balls pressure, cheaper than ceramic 
  • Silicium Nitride balls with a grade 3 finish (smooth index) for best flow 
  • Polyamide cages holding the balls and saving weight 
  • Specific seals for sealing and durability 
  • Specific grease 
  • Assembly by hand in France 
  • Price quite below full ceramic bearings cost

Components makers usually don’t show any interest for ceramic bearings. Hybrid bearings wouldn’t last long enough, and full ceramic ones would be too expensive. In France, pro teams doesn’t seek to go further. But some foreign teams do. Cycling Ceramic works with the Sylvain Chavanel’s IAM Swiss team. And Alberto Contador’s Tinkoff-Saxo trusts one of the young French company’s serious competitors.

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Pour quels organes du vélo ?
Si l’on recherche le meilleur rendement possible, on peut agir sur trois postes : les moyeux, le boîtier de pédalier et les galets de dérailleur. Logiquement, les galets tournent le plus vite, et sont donc soumis à plus de frictions lorsque les roulements sont de mauvaise qualité (ou sales, ndlr). À l’inverse, avec une vitesse de rotation de 80 à 100 tours par minute, les roulements du boîtier de pédalier sont logiquement les moins sollicités. Les moyeux sont entre les deux. Et c’est sur ce poste que nous avons décidé d’agir en premier, sur une paire de roues Zipp 202, dont les roulements sont les gros points faibles, car particulièrement exposés à l’eau et à la corrosion. Les premières sensations avec les Cycling Ceramic sont très agréables. Au bout de quelques dizaines de kilomètres, on sent les roulements libérés, avec une sensation de fluidité inconnue jusque là avec ces roues. Au terme de la première sortie sur route, en portant le vélo dans l’escalier, la roue avant n’a cessé de tourner dans le vide, librement, ce qui n’avait jamais été le cas jusqu’alors.

For which parts of the bike ?
Seeking the best performance, you can impove the hubs, the bottom bracket and the jockey wheels. Rollers rotate faster and will suffer from low quality bearings or dust. On the other hand, with their 80-100 rpm speed, the bottom bracket bearings don’t work that hard. The hubs are in between. We tried this point first. The bearings are the weakest components of a Zipp 202 wheel set.After replacing their rust-friendly genuine bearings by Cycling Ceramic ones, the first sensations  are very nice. After few kilometers, we feel the bearings released, with a fluidity feeling unknown with these wheels until then. At the end of the first ride, carrying the bike up the stairs, the front wheel doesn’t stop spinning, which never happened before.

Un test de rendement simple et efficace
Pour mesurer si le gain apporté par les roulements n’est pas que psychologique, nous avons réalisé un test simple, sur un home-trainer trois rouleaux Elite, avec réglage possible de la résistance. Une première fois juste avant de changer les roulements, en utilisant les mêmes pneumatiques et la même pression de gonflage. Une autre fois après la première sortie sur route avec les nouveaux roulements. Nous avons choisi une vitesse soutenue, mais confortable, la plus linéaire possible et avons mesuré la puissance moyenne sur cinq minutes, à l’aide d’un capteur de puissance. Voici les résultats (deux séries de résultats à chaque fois) :

JOUR 1 (avec roulements classiques)
– Première série : vitesse 38,1 km/h, puissance moyenne 275 watts
– Première série : vitesse 38 km/h, puissance moyenne 276 watts

JOUR 2 (avec roulements Cycling Ceramic)
– Première série :
vitesse 38 km/h, puissance moyenne 272 watts
– Deuxième série : vitesse 38,1 km/h, puissance moyenne 273 watts

Malgré l’imprécision de ce test non scientifique, il nous apparaît qu’à vitesse égale, les roulements Cyling Ceramic permettent d’économiser entre 2 et 4 watts par rapport à des roulements en acier classique au niveau des roues. Ce gain s’ajoute à celui attendu avec les mêmes roulements pour le boîtier de pédalier et pour les galets de dérailleur. De combien ? Peut-être de 6 ou 7 watts au total, mais cela nous ne manquerons pas de le vérifier ultérieurement. De même que nous vérifierons au cours d’un test de longue durée la durabilité et la fiabilité de roulements, sur des moyeux particulièrement exposés, comme ceux qui équipent les Zipp antérieures au millésime 2015.

Prix du kit 6 roulements pour roues Zipp : 153€
Infos : 
www.cyclingceramic.fr

An simple performance test
To figure out real improvement brought by these ceramic bearings, we did a test on a home-trainer Elite, keeping the same tires and the same pressure. First with the old bearings, and then with the ceramic ones. We kept a steady speed, as linear as possible, and measured the average power during five minutes using a power sensor. Here are the results from our power sensor (two sets of results each time) : 

DAY 1 (with conventional bearings)
– First series : speed 38.1 km/h, average power 275 watts 

– Second series : speed​​ 38 km/h, average power 276 watts 

DAY 2 (with Ceramic bearings Cycling)
– First series : speed​​ 38 km/h, average power 272 watts 

– Second series : speed 38.1 km/h, average power 273 watts

Despite the simpliciy of these figures, it appears that Cyling Ceramic bearings can save between 2 and 4 watts, compared to conventional steel bearings. This could reach 6 or 7 watts saved with the same bearings for the bottom bracket and the jockey wheels. we should check this later.We will also check the lifetime of these bearings on hubs particularly vulnerable, such as those fitted to our vintage 2015 Zipp.

MSRP for 6 bearings set for Zipp wheels : 153€ 
Web :
 www.cyclingceramic.fr

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